• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권1호
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• pp.33-47
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• 2020

In this paper the dynamic behavior of an isolated building subjected to idealized near-fault pulses is investigated. The building is represented with a simple 2-DOF model. Both linear and non-linear behavior of the isolation system is considered. Using dimensional analysis, in conjunction with closed form mathematical idealized pulses, appropriate dimensionless parameters are defined and self-similar curves are plotted on dimensionless graphs, based on which various conclusions are reached. In the linear case, the role of viscous damping is examined in detail and the existence of an optimum value of damping along with its significant variation with the number of half-cycles is shown. In the nonlinear case, where the behavior of the building depends on the amplitude of the excitation, the benefits of dimensional analysis are evident since the influence of the dimensionless 𝚷-terms is easily examined. Special consideration is given to the normalized strength of the non-linear isolation system that appears to play a complex role which greatly affects the response of the 2-DOF. In the last part of the paper, a comparison of the responses to idealized pulses between a linear fixed-base SDOF and the respective isolated 2-DOF with both linear and non-linear damping is conducted and it is shown that, under certain values of the superstructure and isolation system characteristics, the use of an isolation system can amplify both the normalized acceleration and displacement of the superstructure.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.35-42
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• 1992

본 논문에서는 주 구조물 내에 설치된 기기의 지지점에 감진계통을 도입함으로써 지진하중에 대한 기기의 응답감소효과를 연구하였으며, 효율적인 해석을 수행하기 위해 구조물-기기 상호작용 고려 및 축소 행렬방법을 이용한 전산프로그램(KBISAP)을 개발하였다. 지지점에 감전장치가 설치된 기기의 지진하중에 대한 응답감소 효율성을 평가하기 위해 세가지 해석모델, 즉 고정기초구조물 상의 지지점이 고정된 기기, 감진기초구조물 상의 지지점이 고정된 기기 및 고정기초구조물 상의 지지점에 감진계통이 설치된 기기를 채택한 예제해석 결과, 본 논문에서 채택한 방법이 일반적인 고정기초구조물은 물론 감진기초구조물 상에 설치된 기기의 지진하중에 대한 응답감소 보다 더 효율적임을 알 수 있었다. 따라서 본 방법은 기기의 응답감소는 물론 중요한 기기의 안전성 향상에 효과적이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.205-217
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• 2007

지진 시 지하구조물의 거동은 구조물 자체의 동적 특성 보다는 주변지반의 동적특성에 영향을 받는다. 따라서 구조물을 감싸고 있는 지반의 특성이 구조물의 동적 거동특성을 좌우한다. 본 연구의 목적은 지진시 지하구조물의 동적 거동 및 응답특성(축방향 변형 및 ovaling 변형)을 분석하는 것이다. 지진시 지하구조물의 동적 거동 및 응답특성을 분석하기 위해서 지반조건, 지진조건, 구조물 조건 변화에 따라 구조물에 발생하는 응답을 이론해법을 이용하여 분석하였다. 추가적으로 소규모의 모형 실험체를 이용한 진동대 실험을 수행하여 구조물의 동적거동을 분석하였으며, 이론해를 이용한 해석결과와 비교분석한 결과 경향성이 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.557-578
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• 1997

이 연구의 목적은 매우 큰 지진하에 휨 모멘트에 의해서만 항복하는 부재와 휨 모멘트와 축 방향력에 의하여 항복하는 부재를 모델 할 수 있는 보-기둥 요소를 개발하는데 있다. 이 요소는 직렬 힌지 모델 (one-component series hinge model)로 간주 될 수 있으며, 축 방향 강성도 변화와 축 방향 소성 변형을 고려 할 수 있고 또한 단조, 주기, 임의 하중 등을 적절히 모델 할 수 있는 경화 법칙 (hardening rules)을 고려한다. 일반적으로 이 요소는 실험 결과 및 화이버 모델 (fiber model)에 비교하여 볼 때 기존의 이직선 힌지 모델 (bilinear hinge model)보다 우수한 거동을 보였고 모멘트 저항 뼈대 구조물의 강 부재의 보-기둥 거동을 적절하게 모델 할 수 있었다. 개발된 보-기둥 요소는 지진 하중하에서 구조물의 전체적인 거동과 설계에 필요한 국부 변형량을 기존의 이직선 힌지 모델 보다 매우 정확하게 예측 할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.237-240
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• 2008

현재 우리나라 고속도로의 일부 도로와 교량들은 이미 노후화가 진행 중이며, 또한 증가하는 교통량을 소화하기 위해 교량의 보수 및 보강, 신축, 확장이 필요한 구간이 많은 실정이다. 이러한 교량 공사는 공사가 진행되는 동안 야기되는 사회적 민원이나 그 밖의 손실, 교통통제에 따른 우회차량의 경제적 손실등과 밀접하며 점점 중요한 문제로 부각되고 있다. 이러한 영향으로 교량 공사의 현장작업 최소화를 위해 다양한 프리캐스트 부재와 공법 등이 개발되고 있으며 새로운 소재를 적용하기 위한 연구 또한 진행 중이다. 본 연구에서는 프리캐스트형(形) CFFT 개발을 위해 축소모형 실험을 수행하였고, 결과 비교를 위해 동일한 제원의 현장타설형(形) RC교각과 현장타설형(形) CFFT 교각의 축소모형 실험도 수행하였다. 각 실험체의 하중-변위 곡선을 얻어 내하력을 비교하였고, 변위연성도를 구하여 내진성능을 비교해 보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.25-35
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• 2018

구조물-지반-구조물 상호작용을 확인하기 위하여 다양한 크기를 가지는 얕은 기초에 대하여 원심모형실험에 의한 진동대실험을 실시하고 결과를 분석하였다. 낙사법을 이용하여 지반을 조성하였으며, 두 기초의 이격 거리 및 매립에 따른 거동을 평가하였다. 원심모형실험 시 측정된 깊이별 지반 가속도는 입력 지진파의 크기가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 증폭 현상에 의하여 지표면에서 가장 큰 값을 보였다. 두 기초의 이격 거리가 줄어듦에 따라 구조물-지반-구조물 상호작용에 의하여 가속도 응답 스펙트럼 비(RRS)의 크기는 커지며, RRS 값이 최대가 되는 주기는 줄어 들었다. 동일한 이격 거리에서 기초가 지반에 매립될 경우, 두 기초의 RRS는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.27-35
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• 2011

매설관의 동적해석법으로 Larbi(1995)와 정 등(2005)은 모드중첩법을 이용하여 매설관의 여러 단부경계조건에 대해 해석한 바 있다. 그러나 이 방법에서 얻고자 하는 해의 산정식은 유도과정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 유도된 산정식마저 해를 얻기 위해선 별도의 수치해석 전산프로그래밍이 요구되므로 사실상 기술자가 실무에서 이용하기는 극히 어려운 해법으로 취급되고 있다. 이러한 모드 중첩법의 단점을 고려하여 이 해석법의 대안으로 실무에서 보다 쉽게 사용 가능한 3D 유한차분법을 제안하고자 한다. 이를위해 3D 동적 해석의 정확성을 검증한 후 그 결과를 모드중첩법의 결과와 비교 분석하여 매설관의 지진응답을 구하는 또 하나의 방법이 될 수 있음을 학인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.401-412
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• 2016

On Tuesday, January 17, 1995, an earthquake of magnitude 7.2 struck the Port of Kobe. In effect, the port was practically destroyed. After a hazard investigation, researchers reached a consensus to adopt a performance-based design in port and harbor structures in Japan. A residual displacement of geotechnical structures after an earthquake is one of the most important engineering demands in performance-based earthquake-resistant design. Thus, it is essential to provide reliable responses of geotechnical structures after an earthquake through various techniques. Today, a nonlinear explicit response history analysis(NERHA) of geotechnical structures is the most efficient way to achieve this goal. However, verification of the effective stress analysis, including post liquefaction behavior, is difficult to perform at a laboratory scale. This study aims to rigorously verify the NERHA by using well-defined field measurements, existing numerical tools, and constitutive models. The man-made, Port Island, in Kobe provides intensive hazard investigation data, strong motion records of 1995 Kobe earthquake, and sufficient engineering parameters of the soil. Two dimensional numerical analysis was conducted on the caisson quay wall section at Port Island subjected to the 1995 Kobe earthquake. The analysis result matches very well with the hazard investigation data. The NERHA procedure presented in this paper can be used in further studies to explain and examine the effects of other factors on the seismic behavior of gravity quay walls in liquefiable soil areas.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권4호
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• pp.425-436
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• 2017

Vibration control using a tuned mass damper (TMD) is an effective technique that has been verified using analytical methods and experiments. It has been applied in mechanical, automotive, and structural applications. However, the damping of a TMD cannot be adjusted in real time. An excessive mass damper stroke may be introduced when the mass damper is subjected to a seismic excitation whose frequency content is within its operation range. The semi-active tuned mass damper (SATMD) has been proposed to solve this problem. The parameters of an SATMD can be adjusted in real time based on the measured structural responses and an appropriate control law. In this study, a stiffness-controllable TMD, called a leverage-type stiffness-controllable mass damper (LSCMD), is proposed and fabricated to verify its feasibility. The LSCMD contains a simple leverage mechanism and its stiffness can be altered by adjusting the pivot position. To determine the pivot position of the LSCMD in real time, a discrete-time direct output-feedback active control law that considers delay time is implemented. Moreover, an identification test for the transfer function of the pivot driving and control systems is proposed. The identification results demonstrate the target displacement can be achieved by the pivot displacement in 0-2 Hz range and the control delay time is about 0.1 s. A shaking-table test has been conducted to verify the theory and feasibility of the LSCMD. The comparisons of experimental and theoretical results of the LSCMD system show good consistency. It is shown that dynamic behavior of the LSCMD can be simulated correctly by the theoretical model and that the stiffness can be properly adjusted by the pivot position. Comparisons of experimental results of the LSCMD and passive TMD show the LSCMD with less demand on the mass damper stroke than that for the passive TMD.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권2호
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• pp.187-197
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• 2020

Ground motion records are commonly used for fragility curves (FCs) developing utilized in seismic loss estimating analysis for earthquake prone zones. These records could be 'real', say the recorded acceleration time series or 'simulated' records consistent with the regional seismicity and produced by use of alternative simulation methods. This study has focused on fragility curves developing for masonry buildings through computational 'simulated' ground motion records while evaluating the properness of these fragilities compared to the curves generated by the use of 'real' records. Assessing the dynamic responses of structures, nonlinear computational time history analyses through the equivalent single degree of freedom systems have been implemented on OpenSees platform. Accordingly, computational structural analyses of multi-story 3D frame structures with different stiffening members considering soil interaction have been carried out with finite element software according to (1992) Earthquake East-West component. The obtained results have been compared to each frame regarding soil interaction. Conclusion and recommendations with the discuss of obtaining findings are presented.